JPH0435838A - 軸間距離微小補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、自動車のエンジンヘッドやシリンダ
ブロックのようなワークに直線上に多数の孔加工を施す
際の熱的変化に伴う多軸ボール盤における各加工スピン
ドル（リーマ、ドリル、カッタ等）の離間距離（ビ・ン
チ）の軸間距離微小補正装置に関する。

（従来の技術） 一般に、例えば、自動車のエンジンヘッドやシリンダブ
ロックのようなワークに直線上に多数の孔加工を施す場
合、ワークに（−ツを圧入工程前にワークの仕上げ加工
を行うとき、ワークの熱膨張による延び量は、ワーク材
の特性やタイト量により異なり、事前に決定することは
できないけれども、ワークにパーツを圧入工程後に所定
の寸法で高精度に仕上がることが望まれている。

既に提案されているこの種の軸間距離微小補正装置は、
第２図及び第３図に示されるように構成されている（実
開昭５７−６８７３５号）。

即ち、第２図及び第３図において、多軸ボール盤ａにお
ける加工ヘッドｂには、複数の加工スピンドルＣが回転
自在に列設されており、この加工スピンドルＣの前方に
位置するベットｄには、例えば、シリンダブロックのよ
うなワーク（被加工物）Ｗが設置されている。又、上記
加工ヘッドｂ内には、潤滑油供給管ｅが敷設されており
、この潤滑油供給管ｅの一端部には、給油タンクｆが給
油ポンプｇを介して接続されており、この潤滑油供給管
ｅの他端部は還流タンクｈに連結されている。

他方、上記加工ヘッドｂには、例えば、温度検出器によ
る温度センサ１１が付設されており、この温度センサ１
１は上記加工ヘッドｂのヘッド温度測定装置ｉへ接続さ
れている。又、上記ワーク（被加工物）Ｗの上位には、
クーラントｊが配設されており、このクーラントｊには
、クーラント温度測定装置１ｋが接続されている。さら
に、このクーラント温度測定装Ｗｋには、ｆＱ算器ｍが
接続されており、この演算器ｍと上記ヘッド温度測定装
置ｉとは比較器ｎを介して温度調整器０に接続されてい
る。さらに又、この温度調整器０には、加熱装置ｐや冷
却装置ｑが上記給油タンクｆの潤滑油の温度を制御する
ようにして設置されている。

従って、上述した軸間距離微小補正装置は、予め、ワー
クＷの補正量を決定しておき、このワークＷの補正量を
維持するために、上記クーラントｊにより上記ワークＷ
の温度を一定に保持する。

即ち、上記温度調整器０は、ワークＷの研削加工時、上
記加熱装置ｐや冷却装置ｑを作動して上記給油タンクｆ
の潤滑油ｆ１の温度を所定の温度に制御し、この上記給
油タンクｆの潤滑油ｆ１は上記給油ポンプｇによって上
記加工ヘッドｂへ圧送され、ここで熱交換して各上記加
工スピンドルＣの研削温度をワークＷの補正量を維持す
るように制御すると同時に、上記加工ヘッドｂの温度セ
ンサ１１がこれを検出してヘッド温度測定装置ｉを通し
て比較器ｎへ入力するから、予め、ワークＷの補正量を
決定して置かれた上記クーラントｊにより上記ワークＷ
の温度をクーラント温度測定装置ｋを通して比較器ｎへ
入力し、これにより、この比較器ｎからの信号に基づき
上記温度調整器０は、上記加熱装置ｐや冷却装置ｑを作
動して上記給油タンクｆの潤滑油ｆ１の温度を制御し、
この上記給油タンクｆの潤滑油ｆ１は上記給油ポンプｇ
によって上記加工ヘッドｂへ圧送され、上記ワークＷの
補正量を維持するために上記クーラントｊにより上記ワ
ークＷの温度を一定に保持するようになっている。

即ち、これを数式で説明すると、 上述した軸間距離微小補正装置では、 常温での各上記加工スピンドルＣのピッチ・・・・・・
・・・Ｐｌ 常温での７−クＷのピッチ・口重・・・口重・・・・・
・・・・・・・・・Ｐ２ 常温での各上記加工スピンドルＣの熱膨脹係数・・・α
ｌ 常温でのワークＷの熱膨脹係数・・・・・・・・・・・
・・口重・・・・・α２ とすると、 クーラント温度Ｔ２のとき、 Ｐ２−Ｐｉ（補正０）とするため、 Ｐ１αＩＴ總Ｐ１α２Ｔ２ Ｔ−α２／α１　・Ｔ２ に温度を変化させる。

このように、従来の軸間距離微小補正装置は、予め、ワ
ークＷの補正量を決定しておき、ワークＷと上記加工ヘ
ッドｂの温度差によるピッチエラー補正のため、加熱装
置ｐや冷却装置ｑで温度を制御している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した軸間距離微小補正装置は、予め
、ワークＷの補正量を決定しておき、このワークＷの補
正量を維持している関係上、上記加工ヘッドｂの温度の
みを制御するので、ワークＷの補正量を自由に加減して
制御することは困難である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって
、多軸ボール盤における加工ヘッドとワ−りの補正量を
相互にしかも自由な設定温度で加工温度を加減して制御
し、上記加工ヘッドとワークの温度差による多数の孔加
工を施す際の熱的変化に伴う多軸ボール盤における各加
工スピンドルの離間距離（ピッチ）を微小補正するよう
にした軸間距離微小補正装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、複数の加工スピンドルを備えた多軸ボール盤
において、この多軸ボール盤の加工ヘッドに温度制御管
を敷設し、この温度制御管に加熱装置及び冷却装置を循
環液を供給するように並列に切換えできるように連結し
、上記加工ヘッドにヘッド温度センサを付設し、このヘ
ッド温度センサにヘッド温度測定装置を接続し、上記各
加工スピンドルで加工されるワークにワーク温度センサ
を付設し、このワーク温度センサにワーク温度測定装置
を接続し、このワーク温度測定装置及び上記ヘッド温度
測定装置とを並列に接続する演算装置を共に上記加熱装
置及び冷却装置へ出力信号を送信するように連結したも
のである。

（作　用） 本発明は、上記加工ヘッドのヘッド温度センサと上記加
工スピンドルで加工されるワークのワーク温度センサと
で加工ヘッドとワークの補正量を相互にしかも自由な設
定温度で加工温度を加減して制御し、上記加工ヘッドと
ワークの温度差による多数の孔加工を施す際の熱的変化
に伴う各加工スピンドルのピッチを微小補正するように
したものである。

（実施例） 以下、本発明を図示の一実施例について説明する。

第１図において、符号１は、多軸ボール盤における加工
ヘッドであって、この加工ヘッド１には、複数の加工ス
ピンドル２が回転自在に列設されており、この各加工ス
ピンドル２の下方に位置するベット（図示されず）には
、例えば、シリンダブロックのようなワーク（被加工物
）Ｗが設置されている。又、上記加工ヘッド１内には、
温度＄ＩＪ　御管３が敷設されており、この温度ルリ御
管３の一部には、複数の噴射口３ａが上記各加工スピン
ドル２へ一部の循環液を噴射して冷却し、上記ワークＷ
上へ流下するようになっている。さらに、この温度制御
管３の各端部には、各連結管５．６が連結されており、
この一方の連結管５には、供給タンク７内の加熱装置８
や冷却装置９か給油ポンプ１０及び切換三方弁１１を介
して接続されており、上記他方の連結管６の他端部には
、上記供給タンク７内の加熱装置８や冷却装置９の他端
部へ他の切換三方弁１２を介して連結されている。さら
に又、上記加工ヘッド１には、例えば、温度検出器のよ
うな、ヘッド温度センサ１３が付設されており、このヘ
ッド温度センサ１３には、ヘッド温度測定装置１４が接
続されている。又、上記各加工スピンドル２で研削加工
されるワークＷの一部には、受は皿１５が上記各加工ス
ピンドル２で熱交換した循環液を一旦貯溜するようにし
て設けられており、この受は皿１５内には、ワーク温度
センサ１６が付設されている。さらに、このワーク温度
センサ１６には、ワーク温度測定装置１７が接続されて
おり、このワーク温度測定袋Ｗ１７及び上記ヘッド温度
測定装置１４は演算装置１８に接続されている。さらに
又、この演東装置ｔ１８は上記加熱装置８及び冷却装置
９へ出力信号を送信するように連結されており、この演
算装置１８は上記ワークＷの材料や形状及びその大きさ
により、熱膨張による温度設定値を実際に経験的に得ら
れた温度に基づいて選択的に人力できるようになってい
る。

以下、本発明の作用について説明する。

予め、上記加工ヘッド１とワークＷの温度を所定の温度
しておく。

即ち、この上記加工ヘソド１とワークＷの温度を所定の
温度に維持するために、上記供給ポンプ１０により循環
液を上記温度制御管３へ供給し、この循環液の一部を各
噴射口３ａを通して上記各加工スピンドル２へ噴射して
冷却し、上記ワークＷ上へ流下することにより、上記加
工ヘッド１とワークＷの温度を所定の温度に維持する。

つまり、上記演算装置１８は、ワークＷの研削加工時、
上記加熱装置８若しくは冷却装置９を作動して上記供給
タンク７内の循環液の温度を制御し、この循環液は上記
供給ポンプ１０によって上記加工ヘッド１の上記温度制
御管３へ供給し、この循環液の一部を各噴射口３ａを通
して上記各加工スピンドル２へ噴射して冷却し、上記ワ
ークＷ上へ流下することにより、上記加工ヘッド１とワ
ークＷの温度を所定の温度に維持する。

これを数式で説明すると、 常温での各上記加工スピンドル２のピッチ・・・・・・
・・・Ｐｌ 常温でのワークＷのピッチ ・・・Ｐ２ 常温での各上記加工スピンドル２の熱膨脹係数・・・α
ｌ 常温でのワークＷの熱膨脹係数・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・α２ Ｐ２−ＰＬ（補正０）とするため、 Ｐ１αＬＴ（加工ヘッドの延び） −Ｐｉα２Ｔ２　（ワークの延び） Ｔ−α２／αｌ　φＴ２ となるように加熱若しくは冷却して温度を制御する。

このようにして、軸間距離補正は、予め、ワークＷの補
正量をＰ２−ＰＬ（補正０）としておく。

次に、本発明の具体例として、例えば、Ｐ２−ＰＬ　＋
０．　００２ つまり、２０μｍ補正したいとき、 Ｐ１αＩＴ（加工ヘッドの延び）　−（ＰＬ　＋０．０
２）α２Ｔ２　（ワークの延び）Ｔ−α２／αｌ　　（
１＋０．０２／ＰＬ）Ｔ２となるように、上記上記加熱
装置８若しくは冷却装置９を作動して上記供給タンク７
内の循環液の温度を制御する。

このようにして、上記ワークＷと上記加工ヘッド１の温
度差によるピッチエラー補正のため、加熱装置８や冷却
装置９で温度制御する。

従って、本発明による軸間距離微小補正は、予め、ワー
クＷのＰ２−ＰＬ　＋０．００２つまり、２０μｍの補
正量を得ることができる。

しかして、例えば、自動車のエンジンヘッドやシリンダ
ブロックのようなワークに直線上に多数の孔加工を施す
場合、ワークＷにパーツを圧入工程前にワークの仕上げ
加工を行うとき、ワークＷの延び量は、ワーク材の特性
やタイト量により異なるため、ワークＷにパーツを圧入
工程後、熱膨脹による計算結果と実積補正の結果との一
致により高精度に微小補正をすることができる。

又一方、本発明の他の具体例として例えば、ワークＷが
２０℃で上記加工ヘッド１が４０℃のとき、 Ｐ＋１５μｍ ワークＷが３０℃で上記加工ヘッド１が５０℃のとき、 Ｐ＋１３μｍ であるから、 （Ｐ＋１５）ｕｍ−（Ｐ＋１３）ａｍ−０，０２μｍと
なる。

つまり、０．０２μｍの差となり、これを上記演算装置
１８へ予め入力することにより、熱膨脹による計算結果
と実積補正の結果との一致により高精度に微小補正をす
ることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、複数の加工スピンド
ルを備えた多軸ボール盤において、この多軸ボール盤の
加工ヘッドに温度制御管を敷設し、この温度制御管に加
熱装置及び冷却装置を循環液を供給するように並列に切
換えできるように連結し、上記加工ヘッドにヘッド温度
センサを付設し、このヘッド温度センサにヘッド温度１
ｊＦ１定装置を接続し、上記各加工スピンドルで加工さ
れるワークにワーク温度センサを付設し、このワーク温
度センサにワーク温度測定装置を接続し、このワーク温
度測定装置及び上記ヘッド温度測定装置とを接続する演
算装置を共に上記加熱装置及び冷却装置へ出力信号を送
信するように連結しであるので、上記加工ヘッドのヘッ
ド温度センサと上記加工スピンドルで加工されるワーク
のワーク温度センサとで加工ヘッドとワークの補正量を
相互にしかも自由な設定温度で加工温度を加減して温度
制御できるばかりでなく、上記加工ヘッドとワークの温
度差による多数の孔加工を施す際の熱的変化に伴う各加
工スピンドルのピッチを微小補正を高精度にすることが
できる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の軸間距離微小補正装置の線図、第２
図は、従来の軸間距離微小補正装置の線図、Ｍ３図は、
従来の軸間距離微小補正装置を説明するための図である
。 １・・・加工ヘッド、３・・・温度制御管、７・・・供
給タンク、８・・・加熱装置、９・・・冷却装置、１０
・・・供給ポンプ、１３・・・ヘッド温度センサ、１４
・・・ヘッド温度測定装置、１６・・・ワーク温度セン
サ、１７・・・ワーク温度測定装置、１８・・・演算装
置。 纂 図 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第３図 手 続 補 正 書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の加工スピンドルを備えた多軸ボール盤において、
   この多軸ボール盤の加工ヘッドに敷設された温度制御管
   と、この温度制御管に循環液を供給するように並列に切
   換えできるように連結された加熱装置及び冷却装置と、
   上記加工ヘッドに付設されたヘッド温度センサと、この
   ヘッド温度センサに接続されたヘッド温度測定装置と、
   上記各加工スピンドルで加工されるワークに付設された
   ワーク温度センサと、このワーク温度センサに接続され
   たワーク温度測定装置と、このワーク温度測定装置及び
   上記ヘッド温度測定装置とを並列に接続する共に上記加
   熱装置及び冷却装置へ出力信号を送信するように連結さ
   れた演算装置とを具備したことを特徴とする軸間距離微
   小補正装置。